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Tic
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(4/ 10)
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Etre
(6)
[11][_]
Est A
(2)
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Dus
(1)
[13][_]
Evi
(1)
[14][_]
Physical
(3/ 3)
[15][_]
10 Pa
(1)
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36 s
(1)
[17][_]
57 s
(1)
[18][_]
Molecule
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iron
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2518660A1
Family ID 29780398
Probable Assignee Champion Spark Plug Co
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title POMPE A DIAPHRAGMES
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UNE POMPE A DIAPHRAGMES PERFECTIONNEE COMPORTANT
DEUX CHAMBRES DE POMPAGE DE LA MATIERE.
CETTE POMPE COMPORTE DEUX DIAPHRAGMES 22A, 22B SOLIDARISES PAR UNE
TIGE 23 ET DELIMITANT, AVEC LE CORPS 10 DE LA POMPE, DEUX CHAMBRES A
MATIERE 24A, 24B ET DEUX CHAMBRES A FLUIDE DE TRAVAIL 25A, 25B. UNE
VALVE PILOTE COMMANDE, PAR L'INTERMEDIAIRE DE DEUX SOUPAPES
D'INVERSION 37A, 37B, LA COURSE DE LA POMPE.
DOMAINE D'APPLICATION: POMPE A DIAPHRAGMES.
Description
_________________________________________________________________
L'invention concerne une pompeea diaphragmes perfectionnee Des pompes
a
diaphragmes sont bien connues et beneficient d'une utilisation
largement repandue dans de nombreuses applications industrielles On a
observe qu'un grand nombre des pompes a diaphragmes actuelles
rencontraient des problemes poses par les pulsations de la matiere a
la sortie de la pompe, en particulier dans un fonctionnement a basse
pression de la pompe D'autres problemes de fonctionnement sont
couramment rencontres avec un grand nombre des pompes a diaphragmes
actuelles, tels qu'une tendance a l'accumulation de givre a l'orifice
de refoulement au cours d'une utilisation prolongee, un bruit de
fonctionnement eleve, et des soupapes d'entree et de decharge qui ont
une tendance a rester collees dans
une position apres un arret prolonge.
De nombreuses pompes a diaphragmes connues comportent generalement une
certaine forme de dispositif mecanique pour actionner les soupapes
d'entree et de decharge de la matiere De nombreuses pompes utilisent
une soupape independante a rappel par ressort pour comman-
der individuellement chacun des orifices d'entree et de decharge
associes a chaque chambre de pompage de la matiere existant dans la
pompe a diaphragmes D'autres pompes, (par exemple la pompe decrite
dans le brevet des Etats-Unis d'Amerique N O 3 312 172), utilisent une
soupape d'entree unique a double effet pour alimenter deux chambres et
une soupape unique de decharge a double effet pour decharger la
matiere des deux chambres Cependant, l'actionnement des soupapes
decrites dans le brevet precite exige encore un piston mecanique Le
brevet des Etats-Unis d'Amerique N O 3 927 601 decrit egalement
l'utilisation d'une soupape d'entree a double effet pour alimenter
deux chambres en matiere Cependant, la soupape d'entree decrite dans
ce dernier brevet est actionnee mecaniquement par contact avec le
diaphragme La presente invention a pour objet d'eviter d'avoir a
actionner ou declencher mecaniquement la soupape d'entree a mouvement
alternatif et la soupape
de decharge a mouvement alternatif en utilisant la diffe-
rence de pression entre les deux chambres de fluide de la pompe a
diaphragme double pour actionner la soupape d'entree-et la soupape de
decharge Par consequent, la necessite d'un actionnement mecanique est
eliminee et le risque de rencontrer les problemes de collage de
soupape affectant les pompes a diaphragmes de conception anterieure,
est reduit.
-L'invention utilise en outre une valve pilote qui est utilisee pour
inverser la course de la pompe La valve pilote est actionnee par le
fluide de travail sous pression, habituellement de l'air comprime, qui
est decharge d'une chambre a fluide sous pression Le dispositif de
distribution selon l'invention comprend en outre deux valves
d'inversion qui amorcent l'inversion de la valve
pilote et dirigent egalement une partie du fluide de tra-
vail sous pression-vers l'interieur de la chambre aafluide en
aspiration pour commencer l'expansion de cette 'chambre alors que le
fluide de travail est decharge de la-chambre a fluide sous pression
Ainsi, le'fluide de travail decharge de la chambre a fluide sous
pression est utilise pour deux fonctions: amorcer la course de retour
de la pompe, et commencer la mise sous pression et l'expansion de la
chambre a fluide en aspiration Cette-utilisation du fluide sous
pression lorsqu'il est decharge reduit donc la consommation de fluide
de travail de la pompe a diaphragmes et reduit ainsi l'air
d'echappement, ce qui diminue le risque de formation de givre a la
sortie
de l'echappement et le niveau de bruit de la pompe.
L'invention a pour objet une pompe a diaphragmes perfectionnee ayant
une tendance reduite a la pulsation
de la matiere L'invention a egalement pour objet d'atte-
nuer les manques d'efficacite dus au collage des soupapes -
d'entree de matiere et au collage des soupapes de decharge de la
matiere L'invention a pour autre objet de reduire le bruit de
fonctionnement de la pompe a diaphragmes, ainsi que de reduire la
tendance de la pompe a diaphragmes a former du givre aux orifices
d'echappement L'invention
a egalement pour autre objet d'ameliorer le rendement -
et de diminuer la consommation d'air comprime de la pompe
a diaphragmes.
L'invention concerne donc une pompe a diaphragmes
perfectionnee comprenant un corps qui definit deux chambres.
Une membrane formant un diaphragme est fixee a l'interieur de chaque
chambre de facon a la diviser en une chambre a fluide destinee a
recevoir un fluide de travail et en une chambre a matiere destinee a
recevoir la matiere a
pomper Les diaphragmes sont relies entre eux rigidement -
pour executer un mouvement alternatif comprenant une course d'avance
pendant laquelle le fluide de travail sous pression est injecte dans
la premiere chambre a fluide pour refouler de la matiere de la
premiere chambre de matiere et du fluide de travail est decharge de la
seconde chambre a fluide pour aspirer de la matiere a l'interieur de
la seconde chambre de matiere, et une course de retour pendant
laquelle le fluide de travail sous pression est injecte dans la
seconde chambre a fluide pour refouler de-la matiere de la seconde
chambre a matiere et du fluide de travail est decharge de la premiere
chambre a fluide pour aspirer de la matiere a l'interieur de la
premiere chambre
a matiere.
Le corps de la pompe comprend egalement deux soupapes d'inversion
disposees entre les deux chambres a fluide avec lesquelles elles
communiquent Les soupapes d'inversion sont normalement en position de
fermeture de maniere que les premiere et seconde chambres a fluide
soient fermees et isolees Lors de l'actionnement, chacune -
des soupapes d'inversion s'ecarte de sa position normalement fermee
vers une position d'ouverture, faisant passer ainsi du fluide de
travail sous pression de la chambre a fluide sous pression vers la
chambre a fluide en aspiration pour amorcer l'expansion de la chambre
a fluide en aspiration, et-egalement pour diriger une bouffee de
fluide de travail sous pression de la chambre a fluide sous pression
vers une valve pilote afin de declencher l'inversion de-la
course de la pompe.
La bouffee de fluide de travail appliquee a la valve pilote fait
passer cette derniere dans une position partiellement actionnee dans
laquelle la valve pilote
recoit davantage le fluide de travail decharge sous pres-
sion de la chambre a fluide sous pression et le fluide
de travail decharge et recu par la valve pilote partielle-
ment actionnee acheve l'actionnement de cette valve pilote
pour inverser completement la course-de la pompe -L'utili-
sation du fluide de travail decharge sous pression pour deplacer la
valve pilote afin d'achever l'actionnement et l'inversion de la course
de la pompe assure une inversion tres rapide de la course de la, pompe
ce qui, par suite, reduit la pulsation engendree dans la matiere
pompee En pratique, les deux soupapes d'inversion sont disposees dans
des directions opposees dans le corps afin que la premiere soupape
d'inversion commande la course de retour et que la seconde soupape
d'inversion commande la course d'avance. L'actionnement des soupapes
d'inversion provoque le passage du fluide de travail de la chambre a
fluide sous pression directement dans la chambre a fluide en
aspiration afin d'amorcer l'expansion de cette chambre en aspiration
En outre, l'actionnement de la-soupape d'inversion provoque
l'application d'une bouffee du fluide de travail sous pression a la
valve pilote de commande afin de declencher partiellement l'inversion
de la course de la pompe Chaque soupape d'inversion comporte un
obturateur qui ferme normalement de facon etanche la cham-
bre a fluide sous pression, et un clapet de retenue qui ferme
normalement de maniere etanche la chambre a fluide en aspiration ou
depression Le deplacement de la soupape d'inversion provoquant
l'ouverture de l'obturateur a pour effet de diriger du fluide de
travail sous pression vers la valve pilote afin de declencher
partiellement l'inversion de la course, et egalement de diriger du
fluide de travail sous pression vers le clapet de retenue, ouvrant
ainsi ce clapet de retenue et admettant le fluide de travail sous
pression dans la chambre a fluide en depression Ce dispositif
perfectionne de distribution differe sensiblement de nombreuses pompes
a diaphragmes mecaniques existantes dans lesquelles le fluide de
travail, apres avoir amorce l'inversion de la pompe, est simplement
decharge de la pompe et perdu En appliquant une partie du fluide de
travail sous pression a la chambre a fluide en depression, on ameliore
le rendement de la pompe et on diminue la consommation d'air comprime
En outre, l'invention reduit le volume d'air decharge, abaissant ainsi
le risque de formation de givre aux orifices d'echappement. La valve
pilote comprend deux cylindres opposes
et deux pistons opposes loges chacun dans l'un des cylin-
dres opposes Les pistons opposes sont relies entre eux par une tige
Cette tige porte un obturateur qui est deplace selectivement pour
admettre le fluide de travail sous pression de la-source
d'alimentation vers la premiere ou la seconde chambre a fluide Chaque
cylindre communique
avec une soupape correspondante d'inversion par l'inter-
mediaire d'un conduit pilote Lorsque chacune des soupapes d'inversion
est actionnee, elle libere une bouffee de fluide de travail sous
pression qui est transmise par
le conduit pilote au cote du piston du cylindre respectif.
La bouffee de fluide de travail deplace partiellement la valve pilote
et amorce l'inversion de la course de la pompe La valve pilote est
ensuite completement deplacee par les pressions exercees sur le piston
oppose par le fluide de travail qui est decharge sous pression vers le
cote tige du cylindre oppose Cette action combinee du fluide de
travail sous pression applique a la valve pilote accroit notablement
la vitesse diinversion de la course et permet une inversion rapide de
la course, meme lorsque le fluide de travail est fourni sous une
pression d'alimentation aussi faible que 10 Pa Ceci constitue un
perfectionnement important par rapport aux valves
pilotes actuelles qui travaillent avec de l'air d'asser-
vissement, sans assistance par l'air d'echappement pendant l'inversion
Si la pression d'alimentation en fluide de
travail est trop faible, la vitesse d'inversion de-la.
plupart des valves pilotes actuelles est tres faible, ce qui pose des
problemes de pulsation de la matiere La pompe a diaphragmes selon
l'invention presente en outre un seul orifice d'entree de matiere et
un seul orifice de decharge de matiere qui communiquent avec les
premiere et seconde chambres a matiere L'orifice unique d'entree de
matiere comporte une soupape d'entree a mouvement alternatif ayant un
element de manoeuvre qui est expose
a la pression ambiante dans les deux chambres a matiere.
L'element de manoeuvre ferme l'orifice d'entree de la chambre a
matiere ayant la pression la plus elevee et ouvre l'orifice d'entree
de la chambre a matiere ayant la pression la plus basse pour permettre
a la matiere
d'etre refoulee vers la chambre a matiere a basse pression.
L'orifice de decharge de la matiere comporte une soupape-
de decharge a mouvement alternatif ayant un element de manoeuvre qui
est egalement expose a la pression ambiante dans les deux chambres a
matiere L'element de manoeuvre. de la soupape de decharge a mouvement
alternatif ferme l'orifice de decharge de la chambre ayant la pression
la plus basse et ouvre l'orifice de decharge de la chambre ayant la
pression la plus haute afin de decharger la matiere de la chambre
ayant la pression la plus haute Avec ce dispositif, les soupapes
restant collees ont de plus grandes chances d'etres liberees, car
elles sont exposees a la fois a la pression elevee regnant dans une
chambre a matiere et a la pression reduite regnant dans l'autre
1 S chambre a matiere En outre, la suppression de l'actionne-
ment mecanique des soupapes d'entree et de decharge tend
a eliminer le risque de collage des soupapes.
L'invention sera decrite plus en detail en regard des dessins annexes
a titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels:
la figure 1 est une coupe verticale schema-
tic de la pompe a -diaphragmes selon l'invention, montrant la course
d'avance;
la figure 2 est une coupe verticale schema-
tic de la pompe a diaphragmes de la figure 1, montrant une course de
retour;
les figures 3, 4 et 5 sont des coupes longi-
tudinales schematiques partielles, a echelle agrandie, de la pompe a
diaphragmes selon l'invention, montrant le fonctionnement des soupapes
d'inversion;
les figures 6, 7 et 8 sont des coupes longi-
tudinales schematiques-montrant le fonctionnement de la valve pilote
de commande selon l'invention; la figure 9 est une vue en plan de la
pompe a diaphragmes selon l'invention-, avec coupe partielle pour
montrer les mecanismes interieurs; la figure 10 est une coupe suivant
la ligne A-B de la figure 9; et la figure 11 est une coupe suivant la
ligne C-D de la figure 9. La figure 1 represente la-pompe a
diaphragmes selon l'invention La pompe comprend un corps ou bati 10
ayant generalement la forme d'un disque Les faces supe-
rieure et inferieure du corps 10 presentent des evidements
tronconiques 11 a et 11 b dont les diametres sont inferieurs
a celui du corps 10.
Une soupape 15 d'entree a mouvement alternatif
est disposee dans un orifice 26 d'entree du corps 10.
La soupape 15 d'entree comporte un disque superieur 12 a et un disque
inferieur 12 b relies entre eux par une tige 13 Le disque superieur 12
a s'applique de maniere
etanche contre un siege superieur 14 a et le disque infe-
rieur 12 b s'applique egalement de maniere etanche contre un siege
inferieur 14 b, en alternance avec le disque superieur Une soupape 16
de decharge est disposee dans l'orifice de decharge du corps 10 La
soupape 16 comprend
une billel 17 qui s'applique de maniere etanche, alterna-
tivement contre un siege superieur 18 a et-un siege infe-
rieur 18 b.
Une plaque superieure 19 de fermeture et une plaque inferieure 20 de
fermeture sont -fixees au corps de maniere a former un couvercle
etanche aux fluides au-dessus des evidements 11 a et 11 b La plaque
superieure 19 de fermeture et la plaque inferieure 20 de fermeture
presentent des evidements 21 a et 21 b qui sont opposes
aux evidements 11 a et 11 b du corps 10 Une membrane flexi-
ble 22 a de diaphragme est fixee fonctionnellement entre la plaque 19
de fermeture et le corps 10 De meme, une seconde membrane flexible 22
b de diaphragme est fixee fonctionnellement entre la plaque 20 de
fermeture et le corps 10 Les deux elements a diaphragmes 22 a et 22 b
sont relies entre eux, par leurs centres, au moyen d'une tige ou d'un
goujon 23 qui traverse le corps 10 en passant
dans un coussinet cylindrique.
Une premiere chambre a matiere 24 a est delimitee
entre la plaque 19 de fermeture et le diaphragme 22 a.
Une seconde chambre a matiere 24 b est delimitee entre la plaque 20 de
fermeture et le diaphragme 22 b Les chambres 24 a et 24 b recoivent de
la matiere a pomper au moyen de canaux d'entree 28 a et 28 b,
respectivement Les chambres 24 a et 24 b dechargent de facon similaire
la matiere devant etre refoulee au moyen de canaux de decharge 29 a et
29 b, respectivement. Une chambre a fluide 25 a est delimitee entre le
diaphragme 22 a et l'evidement lia du corps 10 Une
seconde chambre a fluide 25 b est delimitee entre le dia-
phragme 22 b et l'evidement 11 b Les chambres a fluide a et 25 b
recoivent un fluide de travail d'une source d'alimentation
independante (non representee)-afin de commander les chambres a
matiere 24 a et 24 b pour provoquer le pompage de la matiere Il
convient de noter que le positionnement des chambres a matiere et des
chambres
a fluide peut etre modifie dans d'autres formes de reali-
sation sans sortir du cadre de l'invention.
Le cycle de fonctionnement de la pompe a dia-
phragmes perfectionnee selon l'invention sera a present decrit en
regard des figures 1 et 2 La chambre 25 b recoit du fluide de travail,
habituellement de l'air comprime, d'une source d'alimentation en
fluide de travail et elle se deplace d'une position adjacente a
l'evidement llb vers une position adjacente a l'evidement 21 b Lorsque
le diaphragme 22 b se deplace, il tire avec lui le diaphragme 22 a,
car les deux diaphragmes sont relies l'un a l'autre par le goujon 23
Le mouvement du diaphragme 22 a vers l'evidement lia et a l'ecart de
l'evidement 2 la provoque
18660
la decharge du fluide de travail de la chambre 25 a.
Comme decrit ci-apres, une partie-du fluide de travail decharge-de la
chambre 25 a est utilisee pour amorcer l'expansion de la chambre 25 b
ou lui appliquer une pression prealable Lorsque la chambre 25 a
decharge le fluide de travail et que la chambre 25 b est mise sous
pression par le fluide de travail, on peut voir que la pression
regnant dans la chambre 24 b a matiere augmente, tandis que la
pression regnant dans la chambre 24 a a matiere diminue La haute
pression regnant dans la chambre 24 b a matiere-et la basse pression
correspondante regnant dans la chambre 24 a a matiere provoquent
l'application etanche du disque 12 b de la-soupape 15 d'entree contre
le siege 14 b, ce qui permet a la matiere a pomper de s'ecouler par le
canal 28 a d'entree vers l'interieur de la chambre 24 a a matiere -En
meme temps, la bille 17 de la soupape 16 de decharge se ferme contre
le siege 18 a afin que la matiere pompee s'ecoule de la chambre 24 b
par le canal 29 b de decharge et sorte par l'orifice 30
de decharge.
Lorsque le diaphragme 22 a entre en contact avec
la surface de l'evidement lia, la course de la pompe s'in-
verse, comme decrit plus en detail ci-apres Lors de l'inversion de la
course, le fluide de travail est dirige vers la chambre a fluide 25 a
et est decharge de la chambre a fluide 25 b Le diaphragme 22 a se
deplace alors
dans un sens s'eloignant de l'evidement lia et se rappro-
chant de l'evidement 21 a alors que la chambre 25 a s'ex-
panse Le diaphragme 22 b se deplace dans le meme sens
que le diaphragme 22 a en raison de la liaison rigide-
etablie par le goujon 23 Lorsque les diaphragmes 22 a et 22 b se
deplacent, la pression regnant dans la chambres a matiere 24 a
augmente et celle regnant dans la chambre a matiere 24 b diminue Comme
represente sur la figure 2, la haute pression regnant dans la chambre
a matiere 24 a i 1 et la basse pression correspondante regnant dans la
chambre a matiere 24 b deplacent la soupape 15 de maniere que le
disque 12 a s'applique de facon etanche contre le siege 14 a,
permettant a la matiere de s'ecouler par l'orifice 26 d'entree et le
canal 28 b d'entree vers la chambre a matiere 24 b De meme, la bille
17 de la aoupape 16 de decharge s'applique de facon etanche contre le
siege 18 b et la matiere est refoulee de la chambre 24 a
par-le canal 29 a de decharge vers l'orifice 30 de decharge.
Lorsque le diaphragme 22 b atteint la surface de l'evide-
ment 11 b, une inversion du sens de la course a de nouveau lieu et la
suite d'operations decrite en regard de la
figure 1 est repetee.
Le dispositif d'inversion de la pompe selon l'invention sera a present
decrit en regard des figures 3, 4 et 5 Le corps 10 presente deux
alesages 35 et 36 s'etendant entre les chambres a fluide 25 a et 25 b
avec lesquelles ils comuniquent Une soupape 37 a d'inversion est
disposee dans l'alesage 35 et une soupape 37 b d'inversion est
disposee dans l'alesage 36 Une extremite de chacune des soupapes
d'inversion comporte un collet 38 a ou 38 b et une bague 39 a ou 39 b
Lorsque la soupape d'inversion 37 a ou 37 b est dans une position
normale, le collet 38 a ou
38 b porte contre la bague 39 a ou 39 b La soupape d'inver-
sion 37 a ou 37 b comporte, a proximite de son extremite
opposee,; une rondelle 40 a ou 40 b et une bague 42 a ou 42 b.
Lorsque la soupape d'inversion 37 a ou 37 b est dans sa position
normale, la rondelle 40 a ou 40 b est sollicitee par un ressort 41 a
ou 41 b de maniere a s'appliquer de
facon etanche contre la bague 42 a ou 42 b.
Sur la figure 3, le fluide de travail sous pression contenu dans la
chambre a fluide 25 b a pousse le diaphragme 22 b vers une position
immediatement adjacente a l'evidement 21 b Etant donne que le
diaphragme 22 b est relie rigidement au diaphragme 22 a, ce dernier
s'est egalement deplace vers une position immediatement adjacente
a l'evidement lia et la chambre 25 a est videe du fluide-
de travail Si l'on se refere a present a la figure 4, l'extremite de
la soupape d'inversion 37 a, opposee a celle comportant le collet 38
a, depasse legerement au- dessus de la surface de l'evidement 11 a
dans la chambre a fluide 25 a Si l'on se refere a la figure 3, on voit
que le diaphragme 22 a-porte contre l'extremite de la soupape
d'inversion 37 a depassant au-dessus de la surface
de l'evidement 11 a lorque le fluide de travail est tota-
lement evacue de la chambre 25 a Ce contact entre le dia-
phragme 22 a et l'extremite de-la soupape 37 a d'inversion a pour
effet de pousser la soupape 37 a vers la chambre
a fluide 25 b, degageant ainsi le collet 38 a de la bague 39 a.
Lorsque le collet 38 a est degage de la bague 39 a, le joint est rompu
et le fluide de travail sous pression
s'ecoule de la chambre 25 b vers un conduit pilote 43 a-
sous la forme'd'une bouffee de fluide pilote qui declenche
l'actionnement partiel d'une valve pilote 45 pour amorcer l'inversion
du sens de la course de la pompe L'action
de la valve pilote 45 sera decrite plus en detail ci-
dessous En meme temps, le fluide de travail sous pression s'ecoulant
de la chambre 25 b exerce une pression sur la bague 42 a et sur la
rondelle 40 a afin de comprimer le ressort 41 a et de rompre le joint
entre la rondelle 40 a et la bague 42 a Lorsque le joint entre la
rondelle 40 a et la bague 42 a est rompu, le fluide de travail sous
haute pression se trouvant dans la chambre 25 b s'ecoule dans la
chambre 25 a pour lui- appliquer une pression prealable
et amorcer l'expansion de cette chambre 25 a.
Lorsque le fluide de travail sous pression
s'ecoule de la chambre 25 b dans la chambre 25 a, le dia-
phragme 22 a se deplace en direction de l'evidement 21 a et s'eloigne
de l'evidement 11 a Le mouvement du diaphragme 22 a provoque un
deplacement du diaphragme 22 b vers _. l'evidement 11 b et s'eloignant
de l'evidement 21 b,
dechargeant ainsi le fluide de travail de la chambre 25 b.
Lorsque le diaphragme 22 a se deplace vers l'evidement 21 a, la
matiere contenue dans la chambre a matiere 24 a s'ecoule par le canal
29 a de decharge, au-dela de la bille 17, dans l'orifice 30 de
decharge Lorsque le diaphragme 22 a s'eloigne de la surface 11 a, il
se degage egalement de la soupape d'inversion 37 a La tension du
ressort 41 a et la pression du fluide de travail s'accumulant dans la
chambre 25 a ramenent la soupape d'inversion 37 a dans sa position de
repos dans laquelle les chambres a fluide a et 25 b sont fermees
hermetiquement et isolees l'une
de l'autre.
La figure 4 montre a present la phase de travail de la pompe au cours
de laquelle le fluide de travail sous pression penetre dans la chambre
25 a et est decharge
de la chambre 25 b Le diaphragme 22 a se deplace vers l'evi-
dement 21 a et tire le diaphragme 22 b vers l'evidement
11 b par l'intermediaire du goujon 23 Les soupapes d'in-
version 37 a et 37 b sont toutes deux dans leur position de repos dans
laquelle elles fernent hermetiquement et isolent les chambres a fluide
25 a et 25 b l'une de l'autre et
de leurs conduits pilotes associes 43 a et 43 b.
La figure 5 represente a present la phase de travail de la pompe dans
laquelle le diaphragme 22 a est immediatement adjacent a l'evidement
21 a et le diaphragme 22 b est immediatement adjacent a l'evidement 11
b Comme represente sur la figure 4, l'extremite de la soupape
d'inversion 37 b, opposee au collet 38 b, depasse legerement au-dessus
de la surface de l'evidement 11 b dans la chambre 25 b Sur la figure
5, le diaphragme 22 b porte contre l'extremite de la soupape
d'inversion 37 b, ce
qui a pour effet de degager le collet 38 b de la bague 39 b.
Lorsque le collet 38 b se degage de la bague 39 b, le joint est rompu
et une bouffee de fluide pilote s'ecoule par le conduit pilote 43 b
pour declencher partiellement l'actionnement de la valve pilote 45 et
amorcer l'inversion de la pompe L'operation effectuee par la valve
pilote
sera decrite plus en detail ci-apres.
Le fluide de travail sous pression contenu dans la chambre a fluide 25
a exerce alors une pression contre la bague 42 b et la rondelle 40 b
afin de comprimer le ressort 41 b Lorsque le ressort 41 b se comprime,
le joint forme entre la rondelle 40 b et la bague 42 b est rompu et le
fluide de travail sous pression s'ecoule brievement
de la chambre 25 a dans la chambre 25 b pour amorcer l'expan-
sion de cette chambre 25 b Le fluide de travail inverse
s'ecoule vers le diaphragme 22 b et le pousse vers l'evide-
ment 21 b en l'eloignant de l'evidement lb, faisant sortir ainsi la
matiere de la chambre 24 b en la faisant passer par le canal 29 b de
decharge et par la bille 17 dans l'orifice 30 de decharge Lorsque le
diaphragme 22 b se deplace vers l'evidement 21 b, il se degage de
l'extremite de la soupape d'inversion 37 b et le ressort 41 b,-aide
par l'accroissement de la pression dans la chambre 25 b ramene la
soupape d'inversion 37 b dans sa position de repos Ceci ferme
hermetiquement et isole les chambres a fluide 25 a et 25 b l'une de
l'autre On appreciera que le cycle de pompage decrit ci-dessus peut se
prolonger
indefiniment pendant l'utilisation de la pompe.
A la fin de chaque course, la soupape d'inver-
sion 37 a ou 37 b est actionnee par contact direct avec-
le diaphragme correspondant 22 a ou 22 b et le fluide pilote-
est preleve sur le fluide de travail contenu dans la chambre a fluide
correspondante 25 b ou 25 a sous pression afin d'amorcer l'inversion
du sens de la course En outre, a la fin de la course, le fluide de
travail sous pression contenu dans la chambre de travail sous pression
se detend dans la chambre de travail en depression; Cette
re-utilisation d'une partie du fluide de travail sous pression accroit
-18660
le rendement de la pompe, reduit considerablement la pulsation de la
matiere pompee et reduit le volume d'air
d'echappement, combattant ainsi le givrage.
La commande de la valve pilote 45 sera a present decrite en regard des
figures 6, 7 et 8 Dans la forme preferee de realisation, le corps de
la valve pilote 45 est realise d'une seule piece avec le corps 10 Des
cylindres 48 et 49 sont formes aux extremites opposees de la valve
pilote 45 Des pistons 50 et 51, relies entre eux par une tige 52, sont
disposes dans les cylindres 48 et 49 Des obturateurs 53 et 54,
disposes sur la tige52 a proximite immediate des pistons 50 et 51,
s'ajustent selectivement dans des orifices 55 et 56 de commande pour
former un joint etanche Un obturateur ou bouchon central 57 est
dispose sur la tige 52, a mi-distance entre les pistons 50 et 51
L'obturateur central 57 s'ajuste dans des orifices 58 et 59 de
commande, separement ou
en meme temps pour former un joint etanche.
Comme represente sur la figure 6, un orifice 60 d'alimentation en
fluide de travail communique par l'orifice 58 de commande et un
orifice 61 avec la chambre
a fluide 25 b L'orifice 60 d'alimentation en fluide de-
travail communique egalement par l'orifice 58 de commande et un
orifice 61, et par le conduit pilote 43 a et un orifice Y, avec le
cote piston 51 du cylindre 49 Le fluide de travail s'ecoule de la
chambre a fluide 25 a par un orifice 62 et par l'orifice de commande
55 vers un orifice 63 d'evacuation Le bref actionnement de la soupape
37 a d'inversion par le diaphragme 22 a provoque l'application d'une
bouffee de fluide pilote de la chambre a fluide 25 b au piston 51,
entrainant ce dernier vers la gauche (comme montre sur les figures 6
et 7) jusqu'a ce qu'il atteigne la position montree sur la
figure 7.
Si l'on se refere a present a la figure 7, -
on voit que le fluide detravail sous pression decharge de la chambre a
fluide 25 b en passant par l'orifice 61 exerce une pression contre le
cote tige du piston 50 situe dans le cylindre 48, par l'intermediaire
de l'orifice - 56 de commande Le fluide de travail sous pression recu
dans le cylindre 48 entraine les pistons 50 et 51,: relies l'un a
l'autre, jusqu'a la limite gauche de leur course comme montre sur la
figure 8 Dans la position representee sur la figure 8, le fluide de
travail sous pression restant et decharge de -la chambre a fluide 25 b
s'ecoule par l'orifice 61 et l'orifice 56 de commande vers un orifice
64 d'echappement jusqu'a ce que la chambre 25 b soit videe du fluide
de travail L'orifice 60 d'alimentation en fluide de travail est a
present relie par l'orifice 59 de commande avec un orifice 62 pour
introduire du
fluide de travail sous pression dans la chambre 25 a Lors-
que la chambre 25 a est expansee par le fluide de travail, le
diaphragme 22 b est tire par le diaphragme 22 a pour
venir porter contre l'extremite de la soupape 37 b-d'inver-
sion Lorsque le diaphragme 22 b exerce une pression contre la soupape
37 b d'inversion, cette derniere est actionnee afin d'appliquer une
bouffee de fluide pilote
par le conduit pilote 43 b et un orifice X au cote piston-
50 du cylindre 48 La bouffee de fluide pilote entraine les pistons 50
et 51 relies l'un a l'autre vers la droite jusqu'a la position montree
sur la figure 7 Lorsque le fluide de travail sous pression-se decharge
de la chambre a par l'orifice 62 et l'orifice 55 de commande vers le
cote tige du cylindre 49, les pistons 50 et 51 relies entre eux sont
entraines jusqu'a la limite droite de leur course (c'est-a-dire
reviennent -dans la position de la figure 6) Il convient de noter que
ce cycle peut se poursuivre indefiniment pendant le fonctionnement de
la pompe.
- 251866-0
La valve pilote 45, en cooperant avec les soupapes d'inversion 37 a et
37 b, aupprte des avantages notables a une pompe a diaphrages La
commande de la valve pilote 45 est declenchee par une bouffee de
fluide pilote recu de la chambre 25 a ou 25 b a fluide sous pression,
Une fois que l'inversion du sens de course a commence, le fluide sous
pression s'echappant de la chambre 25 a
ou 25 b agit sur la valve pilote afin qu'elle execute rapi-
dement l'inversion de la course Le passage de la course d'avance a la
course de retour est donc extremement rapide,
ce qui reduit efficacement la pulsation de la matiere.
En outre, une partie de l'air decharge de la chambre a fluide sous
pression 25 a ou 25 b est reutilisee pour appliquer une pression
prealable a la chambre a fluide en depression 25 b ou 25 a et pour
declencher l'expansion de cette chambre La partie restante de l'air
decharge et s'echappant de la chambre a air comprime 25 a ou 25 b est
soumise a une detente prealable dans la valve pilote, puis dechargee
par les orifices d'echappement 63 et 64 Cette detente du fluide
decharge restant reduit le risque de givrage et le niveau de bruit de
la pompe
en cours de fonctionnement.
Une forme de realisation de la pompe a diaphragmes selon l'invention
est representee plus en detail sur les * 25 figures 9, 10 et 11 Les
elements decrits ci-dessus et representes sur les figures precedentes
portent les memes references numeriques sur les figures 9 a 11 et ils
sont representes comme etant assembles dans un corps unique.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent etre apportees a
la pompe a diaphragme decrite
et representee sans sortir du cadre de l'invention.
Claims
_________________________________________________________________
UREVENDICATI ONS
1 Pompe a diaphragmes, caracterisee en ce qu'elle comporte un corps (
10) qui presente un orifice o 2 a) d'entree de matiere et un orifice (
30) de decharge de matiere et qui definit une premiere chambre et une
seconde chambre, un premier diaphragme ( 22 a) fixe dans la premiere
chambre afin de definir une premiere chambre a fluide ( 25 a) et une
premiere chambre a matiere ( 24 a) qui communique avec ledit orifice
d'entree de matiere et ledit orifice de decharge de matiere, et un
second diaphragme ( 22 b) fixe dans la seconde chambre pour definir
une seconde chambre a fluide ( 25 b) et une seconde chambre a matiere
( 24 b) qui communique avec ledit orifice d'entree de matiere et ledit
orifice de decharge delxmatiere, le premier diaphragme et le second
diaphragme etant relies
fonctionnellement l'un a l'autre pour executer un mouve-
ment alternatif comprenant une course d'avance pendant laquelle un
fluide de travail, fourni sous pression par une source de fluide de
travail, est admis dans la premiere chambre a fluide pour pomper la
matiere contenue dans la premiere chambre a matiere par l'orifice de
decharge de la matiere, et du fluide de travail est decharge de la
seconde chambre a fluide pour aspirer la matiere a pomper par ledit
orifice d'entree de matiere vers l'interieur de la seconde chambre a
matiere, et une course de retour pendant laquelle le fluide de travail
est applique sous pression a la seconde chambre a fluide pour pomper
la matiere contenue dans la seconde chambre a matiere en la faisant
passer par l'orifice de decharge de la matiere et du fluide de travail
est decharge de la premiere chambre a fluide pour aspirer de la
matiere a l'interieur de la premiere chambre a matiere en la faisant
passer par
l'orifice d'entree de la matiere, la pompe comportant ega-
lement une premiere soupape d'inversion ( 37 a) disposee dans le
corps, entre la premiere chambre a fluide et la seconde chambre a
fluide avec lesquelles elle communique, et une seconde soupape
d'inversion ( 37 b) disposee dans le corps entre la premiere chambre a
fluide et la seconde chambre a fluide avec lesquelles elle communique,
les premiere et seconde soupapes d'inversion etant disposees de
maniere que les premier et second diaphragmes puissent entrer en
contact avec elles, le premier diaphragme actionnant la premiere
soupape d'inversion lorsque le fluide de travail est evacue de la
premiere chambre a fluide, la premiere soupape d'inversion dirigeant
alors une partie du fluide de travail contenu sous pression dans la
seconde chambre a fluide vers la premiere chambre a fluide pour
declencher l'expansion de cette premiere chambre a fluide, le second
diaphragme actionnant la seconde soupape d'inversion lorsque le fluide
de travail est evacue de la seconde -chambre a fluide, la seconde
soupape d'inversion dirigeant alors une partie de ce fluide de
travail, contenue sous pression dans la premiere chambre a fluide,
vers l'interieur de la seconde chambre a fluide pour declencher
l'expansion de cette seconde chambre a fluide, la pompe comportant
egalement une valve pilote ( 45) destinee a inverser le sens de la
course de la pompe et concue pour recevoir et evacuer le fluide
de travail sous pression.
2 Pompe a diaphragmes selon la revendication 1, caracterisee en ce que
le corps presente un premier canal ( 35) s'etendant entre les premiere
et seconde chambres a fluide qu'il fait communiquer, et un second
canal ( 36) s'etendant entre les premiere et seconde chambres a fluide
qulil fait communiquer, la premiere soupape d'inversion etant disposee
dans le premier canal et la seconde soupape d'inversion etant disposee
dans le second canal, la premiere soupape d'inversion comportant un
premier obturateur ( 38 a, 39 a) qui ferme normalement hermetiquement
la seconde chambre a fluide, et un premier clapet de retenue ( 42 a)
qui ferme normalement hermetiquement
la premiere chambre a fluide, le premier obturateur etant -
deplace vers une position d'ouverture lors de l'actionnement par le
premier diaphragme et dirigeant alors du fluide de travail sous
pression de la seconde chambre a fluide- vers le premier clapet de
retenue quis'ouvre pour faire
passer le fluide de travail sous pression de la seconde-
chambre a fluide dans la premiere chambre a fluide, la seconde soupape
d'inversion comprenant un second obturateur ( 38 b, 39 b) qui ferme
normalement hermetiquement la premiere
chambre a fluide et un second clapet de retenue ( 42 b) -
qui ferme normalement hermetiquement la seconde chambre a fluide, le
second obturateur etant deplace vers une position d'ouverture lors de
l'actionnement par le second diaphragme et dirigeant alors du fluide
de Ltravail sous pression de la premiere chambre a fluide vers le
second clapet de retenue-qui s'ouvre pour faire passer le fluide de
travail sous pression de la premiere chambre a fluide
dans la seconde chambre a fluide.
3 Pompe a diaphragmes selon la revendication 2, caracterisee en ce que
la valve pilote communique avec la premiere chambre a fluide, avec la
seconde chambre a fluide, avec la premiere soupape d'inversion et avec
la seconde soupape d'inversion, cette valve pilote rece-
vant une bouffee de fluide de travail de la premiere soupape
d'inversion lorsque celle-ci est actionnee par le premier diaphragme,
et ladite valve pilote etant partiellement actionnee par cette bouffee
de fluide de travail afin de recevoir une quantite supplementaire de
fluide de travail sous pression provenant de la seconde chambre a
fluide, et le fluide de travail recu de la seconde chambre a fluide
par la valve pilote achevant d'actionner cette valve-pilote, cette
derniere recevant -en outre une bouffee de fluide de travail de la
seconde soupape d'inversion lorsque celle-ci est actionnee par le
second diaphragme, et ladite valve pilote etant alors partiellement
actionnee par la bouffee de fluide de travail afin de recevoir une
quantite supplementaire de fluide de travail sous pression de la
premiere chambre a fluide, et le fluide de travail recu de la premiere
chambre a fluide par la valve pilote achevant alors l'action-
nement de celle-ci.
4 Pompe a diaphragmes selon la revendication 3, caracterisee en ce que
la valve pilote comprend un obturateur ( 57) au moyen duquel le fluide
de travail qu'elle recoit de la source de fluide de travail est dirige
alternativement vers la premiere chambre a fluide ou vers
la seconde chambre a fluide.
Pompe a diaphragmes selon la revendication 4, caracterisee en ce que
la valve pilote comprend un premier cylindre ( 48) et un second
cylindre oppose ( 49), un premier piston ( 50) loge dans le premier
cylindre et un second piston ( 51) loge dans le second cylindre,
les premier et second pistons etant relies fonctionnelle-
ment par une tige ( 52) sur laquelle ledit obturateur ( 57) est
dispose entre les premier et second pistons, la valve pilote
comprenant en outre un premier orifice ( 59) de commande qui
communique avec la source d'alimentation en fluide de travail et avec
la premiere chambre a fluide, et un second orifice ( 58) de commande
qui communique avec la source d'alimentation en fluide de travail et
la-seconde chambre a fluide afin que l'obturateur puisse etre deplace
selectivement pour s'ajuster dans le premier orifice de commande et
dans le second orifice de commande lorsque les premier et second
pistons relies l'un a l'autre se deplacent dans les premier et second
cylindres pour diriger le fluide de travail de la source vers la
premiere chambre a fluide ou vers la seconde chambre a fluide.
18660
6 Pompe a diaphragmes selon la revendication, caracterisee en ce que
le premier cylindre de la valve pilote communique avec la premiere
soupape d'inversion et recoit la bouffee de fluide de travail de la
premiere soupape d'inversion, les premier et second pistons, relies
l'un a l'autre, pouvant etre deplaces d'une premiere
position vers une seconde position pour declencher l'in-
version de course de la pompe, le second cylindre rece-
vant le fluide de travail decharge de la seconde chambre a fluide et
les premier et second pistons,-relies l'un a l'autre, etant entraines
par le fluide de travail de la deuxieme position vers une troisieme
position pour achever l'inversion de course de la pompe, le second
cylindre de la valve pilote communiquant avec la seconde soupape
d'inversion et recevant la bouffee de fluide de travail provenant de
cette seconde soupape d'inversion, les premier et second pistons
relies l'un a l'autre etant deplaces de la troisieme position vers la
deuxieme position pour declencher une autre inversion de course, le
premier cylindre recevant le fluide de travail decharge de la premiere
chambre a fluide, et les premier et second pistons relies l'un a
l'autre etant entraines par le fluide de travail de maniere a revenir
de la deuxieme position vers la premiere position pour achever le
cycle
de courses de la pompe.
7 Pompe a diaphragmes selon la revendication 1, caracterisee en ce-que
l'orifice d'entree de matiere comporte une soupape ( 15) d'entree a
mouvement alternatif qui est exposee a la pression regnant dans la
premiere
chambre a matiere et a la pression regnant dans la seconde.
chambre a matiere, afin que cette soupape ferme ledit orifice d'entree
vers la chambre a matiere ayant la pression la plus haute et ouvre
l'orifice d'entree vers
la chambre a matiere ayant la pression la plus basse.
8 Pompe a diaphragmes selon la revendication 1, caracterisee en ce que
l'orifice de decharge de la matiere comporte une soupape de decharge (
16) a mouvement alternatif comprenant un element ( 17) de commande qui
est expose a la pression regnant dans la premiere chambre a matiere et
a la pression regnant dans la seconde chambre
a matiere afin que cette soupape de decharge ferme l'ori-
fice de decharge de matiere communiquant avec la chambre a matiere
ayant la pression la plus basse, et ouvre l'orifice de decharge de
matiere communiquant avec la
chambre a matiere ayant la pression la plus haute.
9 Pompe a diaphragmes selon la revendication 1, caracterisee en ce que
le corps comprend un element qui definit l'orifice d'entree de la
matiere et l'orifice
de sortie de la matiere, un premier element ( 19) de iron-
meture fixe a cet element du corps pour definir la premiere chambre
entre ledit element du corps et le premier element de fermeture, un
second element ( 20) de fermeture fixe a la face opposee de l'element
du corps pour definir la seconde chambre entre ce dernier et le second
element de fermeture, le premier diaphragme etant fixe dans la
premiere chambre, entre l'element du corps et le premier, element de
fermeture et le second diaphragme etant fixe dans la seconde chambre,
entre l'element du corps et le
second element de fermeture.
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